Магнитоэлектрический генератор грузового железнодорожного вагона с экранирующим индуктором
Полезная модель относится к области электромашиностроения, а именно к магнитоэлектрическим генераторам, и может быть использована в качестве источника питания для электронных устройств грузового подвижного состава железнодорожного транспорта.
Задачей данного изобретения является создание такой конструкции магнитоэлектрического генератора, которая не требует крепления каких-либо элементов на торцевой части оси вагона и связанных с этим изменений конструкции оси вагона и технологии его обслуживания, то есть упрощение конструкции без ухудшения технических характеристик.
Поставленная задача решается следующим образом:
в магнитоэлектрическом генераторе грузового железнодорожного вагона, включающем статор и выпрямительно-стабилизирующее устройство, неподвижно установленные на внутренней стороне крышки буксы, и подвижный ротор, постоянные магниты и катушки совмещены в неподвижном статоре, а ротором служит торцевая часть оси вагона, имеющая выступы.
Главной отличительной особенностью предлагаемой полезной модели является то, что постоянные магниты и катушки совмещены и размещаются неподвижно в статоре. Катушки статора оснащены магнитными сердечниками с явно выраженными полюсами N и S на торцах. В качестве ротора использовано экранирующее свойство торцевой части оси вагона, имеющей выступы.
Таким образом, реализация полезной модели решает все поставленные разработчиками задачи.
Полезная модель относится к области электромашиностроения, а именно к магнитоэлектрическим генераторам, и может быть использована в качестве источника питания для электронных устройств грузового подвижного состава железнодорожного транспорта.
На грузовом подвижном составе железнодорожного транспорта используются различные электронные устройства, например, такие как электронные пломбы, датчики и сигнализаторы температуры нагрева подшипников. Все они нуждаются в источниках питания.
Применение аккумуляторных источников питания требует периодической их подзарядки и замены, а автономными источниками питания отечественные грузовые вагоны не оборудованы.
Существует множество технических решений использования в качестве источников питания для вагона магнитоэлектрических (МЭ-генераторов) роторного действия.
Наиболее близким техническим решением является устройство, реализующее способ мониторинга состояния букс движущегося поезда (RU, заявка 
2006146775, положительное решение от 01.04.2008).
Составной частью данного устройства является генератор электрического напряжения питания, состоящий из подвижных магнитных элементов, установленных на торцевой поверхности оси колесной пары, и неподвижных катушек индуктивности, установленных неподвижно под крышкой буксы. Генерируемый переменный электрический ток поступает на диодные выпрямители, преобразуется в постоянный и заряжает аккумуляторную батарею.
Прототип имеет следующие недостатки:
- во-первых, в условиях стесненных габаритов внутреннего пространства между крышкой и торцом оси (расстояние между крышкой буксы и осью составляет 20-25 мм) необходимо разместить детали статора и ротора генератора и элементы их крепления;
- во-вторых, при ремонте и техническом обслуживании букс вагона и замене подшипников необходимо демонтировать закрепленные на торце оси постоянные магниты и снова установить их при сборке буксы, при этом потребуется внесение соответствующих изменений в технологические карты на обслуживание вагонов;
- в-третьих, крепление каких-либо деталей на торцевой части оси вагона потребует внесения изменений и в конструкцию торцевой части оси, которая является весьма ответственной деталью вагона, основные конструктивные параметры которой вносятся в специальный технический паспорт, составляемый индивидуально для каждой колесной пары;
- в-четвертых, реализация вышеуказанных изменений конструкции оси, а также связанное с этим внесение изменений в технологию технического обслуживания вагона потребует согласования с техническими службами ОАО «РЖД». Учитывая известный технический консерватизм этой системы, продиктованный неуклонной и постоянной заботой о безопасности движения, а также участившиеся в последние годы происшествия на железной дороге, следует предполагать большие трудности и даже полную невозможность получения вышеуказанных согласований.
В соответствии с вышеизложенным, задачей данного изобретения является создание такой конструкции магнитоэлектрического генератора, которая не требует крепления каких-либо элементов на торцевой части оси вагона и связанных с этим изменений конструкции оси вагона и технологии его обслуживания, то есть упрощение конструкции без ухудшения технических характеристик.
Поставленная задача решается следующим образом:
в магнитоэлектрическом генераторе грузового железнодорожного вагона, включающем статор и выпрямительно-стабилизирующее устройство, неподвижно установленные на внутренней стороне крышки буксы, и подвижный ротор, постоянные магниты и катушки совмещены в неподвижном статоре, а ротором служит торцевая часть оси вагона, имеющая выступы.
Классическая схема любого магнитоэлектрического генератора представляет собой конструкцию, в которой перемещаются относительно друг друга постоянные магниты и катушки. При этом магниты могут размещаться в роторе при неподвижных катушках статора или наоборот.
Главной отличительной особенностью предлагаемой полезной модели является то, что постоянные магниты и катушки совмещены и размещаются неподвижно в статоре. Катушки статора оснащены магнитными сердечниками с явно выраженными полюсами N и S на торцах. В качестве ротора использовано экранирующее свойство торцевой части оси вагона, имеющей выступы.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом:
Фиг.1 - конструкция магнитоэлектрического генератора грузового железнодорожного вагона с экранирующим индуктором.
В корпусе буксы 1 под крышкой 4, установленной через прокладку 2 при помощи болтов 3 напротив колесной оси 6 размещены катушки статора с магнитными сердечниками 7 и выпрямительно-стабилизирующее устройство 5.
Работает магнитоэлектрический генератор следующим образом.
При движении вагона ось 6 вращается и выступы концевой части оси, проходя над магнитными сердечниками катушек 7, производят циклическое экранирование магнитного поля сердечников катушек и, соответственно, циклическое изменение магнитного потока, и, вследствие этого, в катушках статора индуцируется переменная э.д.с.
Таким образом, задача разработки конструкции магнитоэлектрического генератора, исключающего крепление постоянных магнитов на торцевой части оси вагона, решена полностью.
Магнитоэлектрический генератор грузового железнодорожного вагона с экранирующим индуктором, состоящий из статора и выпрямительно-стабилизирующего устройства, неподвижно закрепленных с внутренней стороны крышки буксы, и подвижного ротора, отличающийся тем, что постоянные магниты и катушки совмещены в неподвижном статоре, а ротором служит торцевая часть оси вагона с конструктивными выступами.
